Нещодавно команда професора Девіда Ді зі Школи оптоелектронної науки та інженерії Чжецзянського університету/Міжнародного спільного коледжу Хайнінга, дослідника Цзоу Чена та професора Чжао Баоданя розробила перший у світі перовскітовий лазер з електричним приводом. Це лазер із подвійною-порожниною, що містить дві оптичні мікропорожнини. Він об’єднує низько{3}}порогову перовскітну одно-кристалічну мікропорожнинну субодиницю та високо-потужну перовскітну світлодіодну субодиницю з мікропорожнинами в один пристрій, утворюючи вертикально розташовану багатошарову-структуру.
Цей новий напівпровідниковий лазер потребує мінімального струму (порогового струму) 92 А/см² для випромінювання світла, що на порядок менше, ніж у найкращих органічних напівпровідникових лазерів. Він також демонструє чудову стабільність і забезпечує швидку модуляцію на смузі пропускання 36,2 МГц, що робить його перспективним кандидатом для застосування в -передавання даних на чіпі, обчисленнях і біомедицині. Стаття дослідження була опублікована в *Nature* 27 серпня.
Існує багато типів лазерів, і наразі нові лазерні матеріали, такі як перовскітні напівпровідники, органічні напівпровідники та квантові точки, демонструють значні переваги. Серед цих матеріалів перовскітні напівпровідники мають виняткову технічну перспективу завдяки їх регульованим спектрам випромінювання (здатним виробляти різні кольори) і надзвичайно низьким порогам випромінювання лазера в умовах оптичного накачування (тобто світло-керованого).
Однак розробка перовскітних лазерів з електричним приводом протягом тривалого часу була найбільшою проблемою в області перовскітної оптоелектроніки та залишається спільною метою, яку переслідують численні дослідницькі групи по всьому світу.
«Щоб досягти електричного лазерного випромінювання, ми винайшли інтегровану подвійну -структуру порожнини. Наш підхід передбачає компактну інтеграцію високо-потужного мікропорожнистого перовскітного світлодіодного блоку з високо{3}}якісним моно-кристалічним перовскітним мікропорожнинним субодиницею в одному пристрої», — пояснив Девід Ді, відповідальний автор статті. Цей пристрій ефективно поєднує велику кількість фотонів, які генерує перовскітовий світлодіод із мікропорожниною під час електричного збудження, у другий мікрорезонатор, де вони збуджують моно-кристал перовскітового підсилювального середовища для генерування лазерного світла.
«Хоча принцип роботи інтегрованого електро-приводу не є складним сам по собі, ми все одно зіткнулися з численними проблемами, коли почали виготовляти лазер», — сказав Цзоу Чен, автор статті. Поки команда долала кожну перешкоду одну за одною, невимовне відчуття радості й хвилювання виникло, коли вони вперше спостерігали довго{2}}очікуваний лазерний спектр за допомогою електричного приводу.
